Люди и мухи используют очень похожие механизмы для развития и работы мозга
Новое исследование показывает, что сходные генетические механизмы контролируют формирование ключевых областей мозга и поведение у насекомых и млекопитающих. Это открытие может помочь лучше понять тонкие изменения в генах и нейронных цепях, ведущие к психическим расстройствам, таким как тревожность и расстройства аутистического спектра.
Хотя физически очень разные, мозги мух, мышей и людей сходны в том, как они формируются и функционируют. Новое исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), предоставляет убедительные доказательства того, что механизмы, регулирующие генетическую активность, необходимую для формирования важных для контроля поведения областей мозга, одинаковы для насекомых и млекопитающих.
Ключевые выводы:
- Исследователи из King's College London, Университета Аризоны, Университета Лёвена и Института Лейбница DSMZ обнаружили, что цис-регуляторные элементы (части генома, контролирующие, где и когда экспрессируются гены) очень похожи у мух, мышей и людей в контексте развития мозга.
- Учёные сфокусировались на областях мозга, известных как граница дейтоцеребрума-тритоцеребрума (DTB) у мух и граница среднего и заднего мозга (MHB) у позвоночных, включая человека. Эти области отвечают за базовую моторику и координацию.
- Наиболее поразительно, что когда эти регуляторные механизмы нарушаются у насекомых и млекопитающих, они демонстрируют очень схожие поведенческие проблемы.
- Это указывает, что одни и те же "строительные блоки", контролирующие активность генов, необходимы как для формирования нейронных цепей, так и для связанных с поведением функций, которые они выполняют.
Эволюционный смысл:
По мнению авторов, это свидетельствует о том, что данные механизмы были установлены у одного общего предка более полумиллиарда лет назад.
- Старший автор исследования, доктор Франк Хирт: "Наше исследование показывает, что нейронные цепи, необходимые для скоординированного поведения, формируются с помощью похожих механизмов у людей, мух и мышей. Это указывает, что эволюцию их очень разных мозгов можно проследить до общего мозга предка".
- Соавтор Николас Страуcфелд: "Фрагменты головоломки эволюции мозга... предполагают очень раннее происхождение основных цепей, которые в течение огромного промежутка времени сохранялись... несмотря на всё разнообразие мозгов, которое мы видим сегодня".
Значение для медицины:
Нарушения в соответствующих регуляторных последовательностях генов или в самих регулируемых генах у людей уже связывают с поведенческими проблемами, включая тревожность и расстройства аутистического спектра.
- Доктор Хирт: "Если мы сможем понять эти очень маленькие, базовые строительные блоки... это поможет найти ответы на вопрос, что происходит, когда на генетическом уровне что-то идёт не так, вызывая эти расстройства".